Введение

В августе 1960 году был введен в эксплуатацию сернокислотный цех – первая производственная мощность завода. В апреле 1961 года освоено производство простого суперфосфата мощностью 247 тыс. тонн из фосфоритов и апатитов.

С 1979 года Чарджоуский суперфосфатный завод переименован приказом Минхомпрома в Чарджоуский химический завод.

В сентябре 1980 года был введен в эксплуатацию комплекс аммофоса мощностью 130,9 тыс. тонн100% P₂O₅ в год, включающей цех по производству экстракционной фосфорной кислоты и цех аммофоса.

Аммофос – комплексное удобрение, содержащее фосфор и азот, применяемое под технические культуры: хлопок, пшеницу, плодово-ягодные, овощные и другие сельскохозяйственные культуры.

к

Для полного обеспечение производства фосфорных удобрений, предприятий Туркменистана и других регионов серной кислотой в 1985 году был введен в эксплуатацию построенную цех СК – 49 мощностью 500 тыс. тонн в год. Пуск цеха позволил ввести в эксплуатацию в цехе СК – 29 установку по выпуску олеума, который необходим производства различных промышленных товаров. Для получения серной кислоты используется сера, поставляемая из Узбекистана и Ирана. Серной кислотой обеспечивается не только промышленные предприятия Туркменистана, но и экспортируется в Таджикистан, Грузию, Казахстан, Узбекистан, Киргизию.

Для удовлетворения потребности рисоводческих хозяйств страны 1994 году на базе аппаратурно – технологической схемы получения аммофосфата было освоено производство сульфата аммония, эффективного удобрения под посевы риса.

В 1997 году было разработано новое производство по переработке фосфатной руды, позволившей снизить затраты на ее приобретение, обеспечить более ритмичный выпуск минеральных удобрение – суперфосфата аммонийного из более дешевого сырья с пониженным содержанием фосфорного ангидрида, поставляемого из Ахангарана Узбекистан и Кара-Тау Чимкента Казахстан.

Для производства суперфосфата аммонийного кроме фоссырья необходим аммиак, поставляемый из Узбекистана, Ирана завода азотных удобрений г. Мары.

Суперфосфат аммонийный отвечает всем требованием, предъявляемым к удобрениям: гранулированный, имеет низкое содержание влаги, не токсичен, обладает высокой прочностью гранул, имеет оптимальное соотношение 1:1 фосфора и азота.

Фосфор в природе

Фосфор по своей важности ничуть не уступает азоту. Он участвует в великом природном круговороте веществ, и, не будь фосфора, растительный и животный мир был бы совсем иным. Однако фосфор встречается в природных условиях не так уж часто, в основном в виде минералов, и на его долю приходится 0,08% массы земной коры. По распространенности он занимает тринадцатое место среди других элементов. Интересно отметить, что в теле человека на долю фосфора приходится примерно 1,16%. Из них 0,75% уходит на костную ткань, около 0,25% – на мышечную и примерно 0,15% – на нервную ткань. Фосфор редко встречается в больших количествах, и в целом его следует отнести к рассеянным элементам. В свободном виде в природе он не обнаружен, так как обладает очень важным свойством – легко окисляется, но содержится во многих минералах, число которых уже составляет 190. Главнейшие из них - фторапатит, гидроксилапатит, фосфорит. Несколько реже встречаются вивианит, монацит, амблигонит, трифилит и совсем в ограниченных количествах - ксенотит и торбернит.

Что касается минералов фосфора, то они делятся на первичные и вторичные. Среди первичных наиболее распространены апатиты, представляющие в основном породы магматического происхождения. Химический состав апатита - фосфат кальция, содержащий некоторое количество фторида и хлорида кальция. Кроме того, они содержат от 5 до 36% Р₂О₅. Обычно эти минералы в большинстве случаев встречаются в зоне магмы, но нередко они обнаруживаются в местах, где изверженные породы соприкасаются с осадочными. Из всех известных месторождений фосфатов наиболее значительные имеются в Норвегии и Бразилии. Крупное отечественное месторождение апатитов открыто академиком А. Е. Ферсманом в Хибинах в 1925 г. «Апатит в основном соединение фосфорной кислоты и кальция, – писал А. Е. Ферсман. –Внешний вид этого минерала так разнообразен и странен, что старые минералоги назвали его апатитом, что значит по-гречески «обманщик». То это прозрачные кристаллики, до мелочей напоминающие берилл или даже кварц, то это плотные массы, неотличимые от простого известняка, то это радиально-лучистые шары, то порода зернистая и блестящая, как крупнозернистый мрамор».

Апатиты в результате действия процессов выветривания, жизнедеятельности бактерий, разрушения различными почвенными кислотами переходят в формы, легко потребляемые растениями, и таким образом вовлекаются в биохимический круговорот. Следует отметить, что фосфор усваивается только из растворенных солей фосфорной кислоты. Однако фосфор из почвы частично вымывается, а большое количество его, поглощенное растениями, не возвращается обратно в почву и уносится вместе с урожаем. Все это приводит к постепенному истощению почвы. При внесении в почву фосфорных удобрений урожайность увеличивается.

Несмотря на значительные потребности в фосфорных удобрениях, особых опасений, связанных с истощением запасов сырья, для их производства, по всей видимости, нет. Эти удобрения могут быть получены при комплексной переработке минерального сырья, донных морских отложений и различных геологических пород, богатых фосфором. При разложении богатых фосфором соединений органического происхождения нередко образуются газообразные и жидкие вещества. Иногда можно наблюдать выделение газа с запахом гнилой рыбы – фосфористого водорода, или фосфина, РН₃. Одновременно с фосфином идет образование другого продукта – дифосфина, Р₂Н₄, представляющего собой жидкость. Пары дифосфина самовоспламеняются и поджигают газообразный фосфин.

Фосфин и дифосфин в природе встречаются довольно редко, и чаще приходится иметь дело с такими соединениями фосфора, как фосфориты. Это вторичные минералы-фосфаты органического происхождения, играют особо важную роль в сельском хозяйстве. На островах Тихого океана, в Чили и Перу они образовались на основе птичьего помета – гуано, который в условиях сухого климата накапливается мощными слоями, нередко превышающими сотню метров.

Образование фосфоритов может быть связано и с геологическими катастрофами, например с ледниковым периодом, когда гибель животных носила массовый характер. Подобные процессы возможны и в океане при массовой гибели морской фауны. Быстрое изменение гидрологических условий, которое может быть связано с различными процессами горообразования, в частности с действием подводных вулканов, несомненно, в отдельных случаях приводит к смерти морских животных. Фосфор из органических остатков частично усваивается растениями, но в основном, растворяясь в морской воде, переходит в минеральные формы. Морская вода содержит фосфаты в довольно больших количествах – 100-200 мг/м³. При определенных химических процессах в морской воде фосфаты могут выпадать в осадок и скапливаться на дне. А при поднятии морского дна в различные геологические периоды залежи фосфоритов оказываются на суше. Подобным образом могло образоваться крупное отечественное месторождение фосфоритов вблизи Кара-Тау в Казахстане. Встречаются фосфориты и в Подмосковье.

Рисунок 1- Круговорот фосфора в природе

Суперфосфат

Суперфосфат – смесь Ca(H₂PO₄)₂*H₂O и CaSO₄. Это наиболее распространённое минеральное фосфорное удобрение. Фосфор в суперфосфате присутствует в основном в виде монокальцийфосфата и свободной фосфорной кислоты. Удобрение содержит гипс и др. примеси (фосфаты железа и алюминия, кремнезём, соединения фтора и др.). Получают суперфосфат из природных фосфатов (апатита и фосфорита) или апатитового концентрата, обрабатывая их серной кислотой, по реакции:

Са₃(РО₄)₂ + 2H₂SO₄ = Сa(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄ (1.1)

Для получения двойного суперфосфат апатит или фосфорит обрабатывают фосфорной кислотой.

Производят несколько видов суперфосфатов. Простой суперфосфат – серый порошок, почти не слёживаемый, среднерассеваемый; в удобрении 14-19,5% усвояемой растениями P₂O₅. Его получают действием H₂SO₄ на природные фосфаты (апатиты, фосфориты). Гранулированный суперфосфат получают из простого (порошковидного), увлажняя его и окатывая в гранулы (диаметр их в основном 2-4 мм) во вращающихся барабанах. Имеет повышенную рассеваемость. Обогащенный суперфосфат получают при разложении фосфатного сырья смесью H₂SO₄ и Н₃РО₄; по составу это продукт промежуточный между простым и двойным суперфосфатами и содержит 24-32% усвояемого Р₂О₅. Двойной суперфосфат производят действием Н₃РО₄ на природные фосфаты. Он содержит 45-48% усвояемой растениями P₂O₅, очень мало гипса, выпускается преимущественно гранулированным. В состав аммонизированного суперфосфата, кроме 14-19,5% Р₂О₅ входит не менее 1,6% аммиака; марганизированного суперфосфата – 1,5-2,5% марганца; борного суперфосфата – 0,1-0,3% бора; молибденового суперфосфата – 0,1% молибдена.

Суперфосфат применяют на всех почвах в качестве основного предпосевного, припосевного (лучше гранулированный суперфосфат) удобрения и в подкормки. Особенно эффективен на щелочных и нейтральных почвах. В кислой почве фосфорная кислота удобрения превращается в труднодоступные растениям фосфаты алюминия и железа. В этом случае действие суперфосфата повышается при смешивании его перед внесением с фосфоритной мукой, известняком, мелом, перегноем при применении на известкованных полях. Суперфосфат ускоряет рост и цветение растений, способствует быстрому созреванию плодов и развитию корневой системы. Хранится в закрытых складских помещениях, исключающих попадание осадков и грунтовых вод.

Перспективы совершенствования получения продукта

Совершенствование технологии фосфатов аммония и сложных удобрений на их основе предполагает как интенсификацию действующих производств, так и разработку и внедрение принципиально новых процессов по следующим направлениям:

• Интенсификация процессов тепломассообмена на всех основных стадиях производства. На стадии нейтрализации кислоты предполагается внедрение струйного реактора, что позволит более эффективно использовать теплоту нейтрализации. Процесс сушки продукта интенсифицируется за счет применения более совершенных топок и насадок аппарата БГС;

• Разработка эффективных процессов получения фосфатов аммония на основе кислоты из новых видов сырья: бедных фосфоритов Каратау, чилисайских фосфаритов, ковдорского апатита. Различия в составе указанных фосфатов обусловливают особенности технологии их переработки в фосфаты аммония. Например, для переработки вязких пульп, получающихся при использовании кислоты из фосфоритов Каратау (месторождение Чулактау), эффективно применять скоростные смесители, повышающие текучесть пульпы;

• Увеличение производства диаммофоса при сокращении выпуска моноаммонийных форм. Необходимо изыскать способы получения диаммофоса в аппаратах БГС, что приведет к значительному увеличению выпуска этого более экономичного, чем аммофос, продукта;

• Повышение концентрации питательных веществ путем очистки исходного сырья. Установлено, что вывод фтора из экстрационной фосфорной кислоты путем его осаждения или отдувки позволяет увеличить концентрацию Р₂О₅ (усв.) в аммофосе на 1,2-1,5%. За счет снижения концентрации сульфат-иона в кислоте достигается повышение содержания Р₂О₅ (усв.) на 1,3%. Возможно также отделять из кислоты фосфаты переходных металлов (Fe, AL) путем ее аммонизации с последующим фильтрованием полученного осадка. Полученные из очищенной кислоты фосфаты аммония могут быть использованы в качестве кормового состава;

• Внедрение процессов получения фосфатов аммония и сложных удобрений на их основе с добавкой микроэлементов;

• Получение порошковидного моноаммоний фосфата и его последующее транспортирование в районы для приготовления на местах суспендированных удобрений;

• Использование в процессе получения фосфатов аммония части фосфорной кислоты для разложения фосфата с целью получения продуктов типа аммофосфата;

• Улучшение экологической обстановки в местах производства.

Так как существующие процессы получения фосфатов аммония и сложных удобрений на их основе не имеют жидких и твердых отходов, то основное внимание должно быть уделено сокращению газовых выбросов.

К таким мероприятиям относятся:

• Глубокая упарка кислых пульп фосфатов аммония;

• Двухстадийные процессы;

• Интенсификация тепломассообмена.

Радикальное решение этой проблемы возможно при «завороте» отходящих газов (полном или частичном) после систем очистки в начальную стадию процесса (в аппарат БГС или сушильный барабан).

Характеристика сырья и продукции

Производство суперфосфата аммонийного организовано на базе аппаратурно- технологической схемы получения аммафоса.

Получения суперфосфата аммонийного обусловлено прекращением поставок фосфатного сырья тонкого помола марки ФКЭ-2 и началам поставок на предприятие забалансового фосфатного сырья с пониженным содержанием фосфорного ангидрида в пределах (20,5- 21,0) %.

Мощность производство составляет 224 тысячи тонн суперфосфата аммонийного в год.

Эффективный фонд времени – 280 дней.

Характеристика сырья

Сырьем является фосмука месторождение Каратау Казахстан. Содержание не менее 24,5%, MgO не более 2,8%, С не более 8,0%, остаток на сите 0,16 не более 30%.

Сырье фосфатнос тонкого помола Каратау – продукция не токсичная, пожаро и взрывобезопасная по ГОСТ 12.1.007, 12.1.010, 12.1.004, 12.1.005.

При погрузке и выгрузке сырья фосфатного тонкого помола Каратау образуется фосфоритовая пыль – взвешенная в воздухе (аэрозоль), оказывающая на организм работающих фиброгенное воздействие.

Предельно допустимое концентрация (ПДК) пылевидных фракции фосфоритов в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005 не должна превышать 6 мг/м³.

Для обеспечения ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005 на рабочих местах должно быть обеспечено эффективное пылеулавливание.

Сырье фосфатное тонкого помола Каратау не образует токсичных соединений в водных растворах, в воздушной среде и в сточных водах.

Работающее с сырьем фосфатном тонкого помола Каратау должны быть обеспечены спецодеждой и защитными средствами и соответствии с типовыми нормами по ГОСТ 12.4.011.

Производство сырья фосфатного тонкого помола Каратау является безотходным.

Серная кислота СТП 2315857-4, массовая доля моногидрата не менее 92, 5- 94 %.

Аммиак жидкий технический марки «Б», ГОСТ 6221, массовая доля аммиака не менее 99, 6%, массовая доля воды 0,2 – 0,4%, массовая концентрация масла не более 8 мг/дм³ массовая концентрация железа не более 2 мг/дм³.

Характеристика полупродуктов

Продукционная фосфатная пульпа является полупродуктом и получается в цехе экстракционной фосфорной кислоты. Массовая доля фосфорного ангидрида Р₂О_5общ-8%, массовая концентрация сульфатной серы в пересчете на SО₃ 1,9 - 3,3 г/(100 см³), плотность фосфатной пульпы 1,300 – 1,360 г/см³.

Фосфатная пульпа представляет собой суспензию темно-серого цвета, в жидкой фазе которой соли моно- и дикальций фосфата, свободная фосфорная кислота , фтористые соединение , а в твердой фазе –гипс и неразложившаяся часть фоссырья. Плотность фосфатной пульпы 1,350 – 1,390 г/см³. Массовая доля свободного SО₃ 11 -13 г/см³. Массовая доля фосфорного ангидрида Р₂О_5общ 4 – 6 %.

Аммонизированная фосфатная пульпа является полупродуктом для получения суперфосфата аммонийного и представляет собой суспензию с удельным весом 1,350 – 1,470 г/см³. рН= 2,5 -3,5.

Орошающая абсорбционная жидкость. Плотность не более 1,200 .

Характеристика производимой продукции

Суперфосфат аммонийный- комплексное удобрение пролонгированного действия на основе фосфатов и сульфатов аммония.

Суперфосфат аммонийный содержит питательные вещества в виде фосфора и азота. По физико-химическим показателям суперфосфат аммонийный должен соответствовать требованием технических условии ТУ 00203743-8-97,003. Массовая доля общих фосфатов 10±1%, массовая доля азота 9±1%, отношение массовой доли водорастворимых фосфатов не менее 60% к общим, массовая доля воды не более 2,0%. Массовая доля гранул менее 1мм не более 5%, от 1 до 4 мм не менее 90%, более 6 мм нету гранул. Статистическая прочность гранул 3 МПа (30 кгс/см²). Рассыпчатость 100%.

Суперфосфат аммонийный, предназначенный для экспорта, изготавливают в соответствии с требованиями договора между предприятиями и внешнеэкономическими организациями.

Суперфосфат амммонийный не токсичен, пожаро – и взрывобезопасен. Класс опасности 3 по TDS

Технологическая схема и его описание

Фоссырье (рис-2) поступает в репульпатортуда же подается горячая вода(С). В репульпатор подается пар для нагрева пульпы по-температуры не менее С, плотность пульпы 1,270 – 1,290 г/см³.

Пульпа фоссырья и серная кислота поступает двухреакторный экстрактор, в котором происходит разложение фоссырья серной кислотой.

Реактора экстрактора соединены между собой перетоком, выполненным в виде линзового компенсатора для снятия температурных напряжений.

Для полноты разложения фоссырья в экстракторе необходимы следующие условия:

• равномерное распределение серной кислоты;

• оптимальный и устойчивый температурный режим;

• устойчивость технологического режима по концентрации ;

• время пребывания;

• циркуляция фосфатной пульпы;

Процесс ведется при интенсивном перемешивании для обеспечения хорошего контакта реагентов. Первый реактор снабжен 9 мешалками: 8 турбинных мешалок расположены по периметру и одна центральная пропеллерная.

Технологический процесс получения суперфосфата аммонийного состоит из следующих стадии:

• дозирование серной кислоты и дозирование фосфатной пульпы;

• нейтрализация кислой фосфатной пульпы газообразным аммиаком;

• гранулирование и сушка продукта в аппаратах БГС;

• классификация гранулированного продукта;

• очистка отходящих газов;

• транспортировка, складирование и отгрузка готового продукта;

Технологическая схема

Дозирование и дозирование фосфатной пульпы

Продукционная фосфатная пульпа из цеха ЭФК поступает по стальному пульпопроводу поступает в реактор (поз 105). Сюда же для поддержание требуемой плотности пульпы, количество свободного серного ангидрида в пульпе подается через щелевой расходомер серная кислота и отработанная абсорбционная жидкость от систем очистки газов (поз 529).

Из реактора (поз 105)пульпа насосом (поз 106, 1-2) перекачивается через щелевой расходомер (поз 308) на нейтрализацию в реактор – нейтрализатор (поз 362).

Реактор поз(поз 105) имеет цилиндрическую форму, футерован к/у кирпичем и обшит н/ж сталью. Реактор (поз 105) снабжен 5-ю перемешивающими устройствами. Объем реактора составляет 430 м².

Нейтрализация кислой фосфатной пульпы газообразным аммиаком

Кислая фосфатная пульпа после дозревателя (поз 107)поступает в реактор – нейтрализатор (поз 362). Он представляет собой цилиндрический сосуд, футерованный кислотоупорным кирпичом и снабжен перемешивающим устройством. Объем нейтрализатора составляет 100 .

Аммонизированная фосфатная пульпа из реактора – нейтрализатора (поз 362) поступает через нижний переток в промежуточный сборник (поз 363а) объемом 2 . Далее пульпа насосом (поз 363б) подается в напорный бак (поз 355 а), из которого пульпа по нержавеющим трубопроводам распределяется в сборники (поз 355, 1-3). Излишки пульпы по трубопроводам (обратным линиям) возвращаются в реактор – нейтрализатор (поз 362).

Грануляция и сушка аммонизированной фосфатной пульпы

Нейтрализованная аммонизированная фосфатная пульпа из сборника (поз 355, 1-3) насосами (поз 356, 1-3) подается через пневматические форсунки ФП-40 на грануляцию и сушку в аппараты БГС (поз 501, 1-3).

БГС – аппарат, совмещающий процессы сушки, грануляции и предварительной классификации, представляет собой барабан с винтовой насадкой в зоне загрузки, с подъемно – лопастной насадкой по остальной длине и обратным шнеком для возврата ретура. При вращении барабана материал, находящийся на лопатках, осыпается, образуя завесу, на которую из 3 – х пневматических форсунок (1 резервная) напыляется фосфатная пульпа. Продукт при этом укрупняется, приобретает сферическую форму. Гранулы окатываются, уплотняются и одновременно сушатся.

Часть высушенного продукта после грохочения и дробления (ретур) возвращается в голову барабана и его частицы являются центрами гранулообразования. Работа гранулятора – сушилки и качество готового продукта в большой степени зависят от геометрии факела распыла, плотности орошения и равномерности распределения пульпы по сечению факела.

Сушка гранул в аппаратах БГС осуществляется топочными газами. Основным условием сушки является тепловое равновесие между теплоносителем и ретуром. Исходя из данного условия, можно утверждать о том, что сушка взвешенных частиц на поверхности матрицы (ретура) происходит практически мгновенно. Часть пульпы высыхает в момент полета от кратера форсунки до поверхности гранулы, что обуславливает наличие мелкодисперсных гранул.

Изменение данной длины полета позволяет регулировать количество мелкой фракции. Мгновенная сушка на поверхности гранулы в свою очередь понижает температуру самой гранулы, что и предотвращает ее от перегрева в зоне повышенной температуры.

Дымовые газы, являющиеся теплоносителем в процессе сушки получается в результате сжигание природного газа в газовоздушном калорифере ГБК (поз 501а, 1-3), имеющем на выходе стальной газоход с рубашкой , охлаждаемый атмосферным воздухом, который подается вентилятором (поз 509,1-3). Подаваемый воздух приходит через кольцевой зазор рубашки, охлаждает внутренний стальной корпус и поступает в газовоздушный калорифер длясжигание природного газа.

Температура топочных газов на входе в БГС 500-С, температура газа на выходе из БГС 90-С. Для распыления пульп через форсунки подается сжатый воздух.

Классификация гранулированного продукта

Классификация продукта из БГС происходит в узле рассева. Крупная фракция высушенного продукта с размером гранул более 15 мм после предварительной классификации в БГС подается на молотковые однороторные дробилки (поз 502), откуда поступает на элеватор ЭНТ-6 (поз 503, 1-3), куда поступает и весь основной продукт из БГС. После элеватора (поз 503, 1-3) суперфосфат поступает на грохоты (поз 504, 1-3), где производиться разделение его на три фракции.

Крупная фракция (более 4 мм) с верхнего сита поступает на дробилку (поз 502, 1-3), товарная фракция (1-4 мм) с нижнего сита грохота поступает на ленточный конвейер (поз 543, 1-3). С ленточного конвейера (поз 543, 1-3) суперфосфат подается на ленточный конвейер (поз 258) и далее транспортируется этим конвейером на склад готовой продукции.

С нижнего сита грохота (поз 504,1) предусмотрена подача суперфосфата аммонийного в скребковый конвейер, которым продукт подается в бункер и далее загружается в железнодорожные вагоны. С нижнего сита грохота (поз 504,2) предусмотрена подача суперфосфата в конвейер (поз 253) и далее на склад.

В начале транспортной галереи, соединяющей цех со складом готового продукта, на ленточном конвейере (поз 253) смонтировано ленточное весо-измерительное устройство (поз 254).

Мелкая фракция (менее 1 мм) с поддона грохотов (поз 504, 1-3) ссыпается на скребковый конвейер КСП – 650 (поз 528, 1-3)и по нему возвращается в аппарат БГС (поз 501,1-3) в качестве ретура.

Транспортировка и складирование готового продукта

Склад рассчитан на хранение готовой продукции навалом в железнодорожный и автомобильный транспорт.

Готовый продукт – суперфосфат аммонийный гранулированный подается на склад закрытого типа ленточным конвейером (поз 253) с разгрузочной тележкой. Складирование производится насыпью в кучу, с максимальной высотой 14 м. Место складирование оборудовано в виде кюветы размерами (30Х48) м и глубиной 2,4 м. Распределение продукта по складу осуществляется разгрузочный тележкой.

Склад готовый продукции расположен в отдельно стоящем корпусе и рассчитан на складирование восьмисуточный выработки цеха.

Отгрузка суперфосфата со склада осуществляется двумя кратцер – кранами (поз 201, 1-2) на конвейере (поз 202, 211, 221), далее элеватором (поз 203, 1-2) на конвейер (поз 214), снабженный разгрузочной тележкой. Готовый продукт с конвейера (поз 214) направляют в бункера (поз 216, 1-4) объемом 160 каждый, из которых и ведется отгрузка в ж/д вагоны насыпью. Погрузочный фронт предусматривает одновременную загрузку 4-х железнодорожных вагонов. Установка ж/д вагонов под погрузку и откат загруженных вагонов осуществляется маневровым устройством МУ – 12 (поз 225).

Схемой предусмотрено подача суперфосфата аммонийного из грохота (поз 204,1 – 2 ) в бункер (поз 205) и далее в железнодорожные вагоны.

Загруженные ж/д вагоны взвешиваются на платформенных весах (поз 220,1–4). Схемой предусмотрена также отгрузка готового продукта насыпью в автотранспорт, при этом суперфосфат из бункера (поз 216,3) подается на ленточный конвейер В=600 мм (поз 207) и далее по течке ссыпается в кузов автотранспорта.

Некондиционный продукт подается элеватором (поз 203, 1-2) на классификацию через грохоты ГИЛ – 52 (поз 204, 1-2).

Крупная фракция с верхнего сита грохота (поз 204) подается на молотковую дробилку (поз 206, 1-3), товарная фракция с нижнего сита поступает на ленточный конвейер (поз 214), а мелкая фракция – в бункер (поз 205), откуда возвращается на технологическую переработку.

Схемой так же предусмотрена подача суперфосфата с конвейера (поз 253), минуя склад и узел классификации, с помощью конвейера (поз 217).

Очистка отходящих газов и воздуха

Отделение нейтрализации

Газы отходящие от реактора (поз 105), дозревателя (поз 107) и нейтрализатора (поз 362), по нержавеющему газоходу поступают на все вентилятора (поз 303).

Отходящие газы, содержащие фтористые соединения и аммиак, подаются вентилятором ВНЖ – 13,5 (поз 303) на очистку в полый абсорбер (поз 304), орошаемый абсорбционной жидкостью в замкнутом цикле.

Абсорбционная жидкость из абсорбера (поз 304) стекает в сборник (поз 364), далее через нижний переток поступает в промежуточный сборник (поз 365а) и при помощи насоса (поз 365б) подается на орошение абсорбера (поз 304).

По мере насыщения абсорбционной жидкости аммиаком часть ее периодический откачивается в дозреватель (поз 107) для поддержание заданной плотности фосфатной пульпы.

Подпитка сборника (поз 364) осуществляется водой второго оборотного цикла.

Уловленные брызги из брызгоуловителей (поз 301, 1-2) собирается в сборнике (поз 302) и также используются в процессе дозревания фосфатной пульпы.

С целью утилизации аммиачного конденсата, образующегося в процессе слива, хранения и выдачи газообразного аммиака на складе жидкого аммиака, схемой предусмотрено использование его в технологическом процессе.

Аммиачный конденсат может подаваться в реактор (поз 105), а при необходимости – в дозреватель (поз 107), нейтрализатор (поз 362) или в сборник абсорбционной жидкости (поз 529).

Для сбора проливов и промывных вод в отделении предусмотрены приемки, из которых насосом они направляются на переработку в пропесс.

Отделение сушки и грануляции

Отработанные топочные газы от аппаратов БГС (поз 501, 1-3) отсасываются вентиляторами (поз 517, 1-3), предварительно пройдя сухую очистку от пыли в сдвоенных циклонах (поз 510, 1-3). Уловленная в циклонах пыль подается через шлаковый затвор в скребковый конвейер КСП (поз 528) и далее в аппарат БГС (поз 501, 1-3), а неуловленная пыль очищается в трех последовательно установленных аэромиксах (поз 511, 1-3, поз 541, 1-3).

Аэромиксы смонтированы на нагнетании вентиляторов (поз. 517, 1-3). После очистки газы направляются в сборный коллектор выхлопной трубы и через трубу в атмосферу.

В качестве абсорбционной жидкости для улавливания аммиака и пыли, не уловленной циклонами, используется слабый раствор суперфосфата аммонийного, получаемый в сборнике (поз. 529, 1-2). Абсорбционная жидкость насосом (поз. 530, 1-2) подается параллельно на три ступени очистки и возвращается в сборник (поз. 529, 1-2), т.е орошение ведется в замкнутом цикле. Плотность абсорбционной жидкости в сборнике (поз. 529, 1-2) поддерживается за счет постоянного отбора ее в реактор – нейтрализатор (поз. 362) и подпитки его водой.

Подпитка сборника (поз. 529) осуществляется промывной водой 2-го оборотного цикла цеха ЭФК, промывными водами из сборных приямков погружными насосами (поз 511, 1-2) и абсорбционной жидкостью из сборника (поз. 302). При нехватке воды на подпитку сборника (поз. 529) схемой предусмотрено подача промышленной фильтрованной воды (ВПФ) из сборника (поз. 359) насосом (поз. 360).

При отсутствии места в сборнике (поз. 529, 1- 2) предусмотрена раскачка промывных вод из сборных приямков в реактор (поз. 105) с последующим использованием их в реакторе – нейтрализаторе (поз. 362).

Отделение классификации продукта

Для уменьшения запыленности и загазованности воздуха рабочей зоны запыленный воздух от грохотов (поз. 504), молотковых дробилок (поз. 502), элеваторов (поз. 503), течек конвейеров и от баковой аппаратуры отсасывается вентилятором (поз. 522, 1-3) и подается на очистку.

Запыленный воздух проходит последовательно сухую очистку от пыли в циклоне (поз 518, 1-3), а затем мокрую очистку в аэромиксе (поз. 519, 1-3), орошаемым абсорбционной жидкостью в замкнутом цикле насосом (поз. 530, 3) из сборника (поз 529).

Очищенный воздух поступает в сборный коллектор газоходов и через высотную трубу выбрасывается в скребковый конвейер (поз. 528, 1-3) и вместе с ретуром возвращается в аппарат БГС.

Орошающая жидкость из аэромиксов (поз. 519, 2-3) стекает в сборник (поз. 529).

Склад готовой продукции

Для уменьшения запыленности воздуха на складе установлены пылеулавливающие установки В-1, В-3, В-4.

Запыленный воздух с течек ленточных конвейеров (поз. 211, 221) отбирается вентилятором (поз. 208) пылеулавливающей установки В-3, очищается в циклоне (поз. 209)и выбрасывается через свечу в атмосферу.

Запыленный воздух с течек ленточных конвейеров (поз. 221, 202, 253, 217) отбирается вентилятором (поз. 212) пылеулавливающей установки В-4, очищается в группе из 2-х циклонов (поз.213) и выбрасывается через свечу в атмосферу.

Запыленный воздух от пылящего оборудования: элеватора (поз. 203), грохотов (поз. 204, 1-3), дробилок (поз. 206, 1-2), конвейера (поз. 214) и крайнего расходного бункера (поз. 216, 4) проходит очистку в пылеулавливающей установке В-1. Запыленный воздух отбирается вентилятором ВДН-12,5 (поз 215), очищается в пылеулавливателе КМП-5 (поз 210) и затем через свечу выбрасывается в атмосферу.

Расчетная часть

Материальный баланс производства суперфосфата аммонийного

Таблица Материальный баланс производства суперфосфата аммонийного

Приход			Расход
Наименования	т/ч	%	Наименования	т/ч	%
1. Дозирование сырья: а) фосфатная пульпа б) серная кислота	60,8 10,5	85,3 14,7	1. Пульпа на нейтрализацию	71,3	100
Итого:	71,3	100	Итого:	71,3	100
2. Нейтрализация: а) фосфатная пульпа б) аммиак в) абсорбционная жидкость	71,3 3,8 7,1	86,7 4,64 4,66	1. Аммонизированная пульпа 2. Отходящие газы в том числе: H2O NH3	78,3 3,9 3,8 0,1	95,3 4,74 4,62 0,12
Итого:	82,2	100	Итого:	82,2	100
3. Грануляция и сушка: а) аммонизированная пульпа б) ретур (Р:ГП=0,2:1)	78,3 6,7	92,1 7,9	1. Высушенный продукт с ω=1 % 2. Отходящие газы в том числе: испарившаяся влага NH3	40,7 44,3 44,0 0,3	47,9 52,1 51,8 0,3
Итого:	85,0	100	Итого:	85,0	100
4. Классификация: а) высушенный продукт (ω=1 %)	40,2	100	1. Кондиционный продукт 2. Ретур 3. Механические потери (2%)	33,3 6,7 0,7	81,8 16,5 1,7
Итого:	40,2	100	Итого:	40,7	100

Таблица Норма расхода сырья, материалов и энергоресурсов на производство 1 тн 10±1% Р₂О₅ и 9±1% N₂ суперфосфата аммонийного (натура) из фоссырья

Р₂О₅ – 24,5% на 2012 г

№	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Ед. изм	Концентрация	Норма расхода
1	Фосмука	кг/тн	24,5% Р2О5	428,57
2	Серная кислота	кг/тн	100 %	548,0
3	Аммиак	кг/тн	100%	115
4	Теплоэнергия	Мкал/тн	–	366,0
5	Электроэнергия	кВт.ч/тн	–	229,0
6	Сжатый воздух	м3/тн	–	140,0
7	Вода	м3/тн	–	1,56
8	Топливо(природный газ )	Кг.ут/тн	–	181

Расчет удельной нормы расхода, теплоэнергии на 1 т Суперфосфата аммонийного гранулированного (9±1% Р₂О₅ и 8±1%N)

Объем рабочего нейтрализатора (поз 362) V=100 м³

Температура пульпы промсборника Т= 75÷90⁰С

Для гранулированного суперфосфата 14% Р₂О₅ необходимо пульпы 1862 кг/т плотности 1,35 – 1,40 г/см³

1. Теплоэнергия для поддержания температуры дозревателя (поз 107) и промсборника (поз 362) при потери тепла с перепадом температуры от 60⁰С до 90⁰С подаваемого на БГС.

Q₁=1862(кг/т) х 0,8 (ккал/кг 1⁰С) х 110⁰С -30⁰С=119,168 тыс ккал/т

Или 119,168 тыс ккал/т :638,8 ккал/кг = 186,55 кг/т

При температуре конденсата 99⁰С с энтальпией 638,8 ккал/кг

Q₂=186,55(кг/т) х 101,9 (ккал/кг)= 19 тыс ккал/т

Где 0,8 ккал/кг 1⁰С – удельная теплоемкость пульпы

668,8 ккал/кг – энтальпия подаваемого пара на подогрев

101,9 ккал/кг – энтальпия конденсата 99⁰С

Q= 186,55+19=205,55 ккал/т

Количество теплоэнергии на технический процесс 205,55 ккал/т

Количество теплоэнергии на продувку на барбатеров форсунки БГС 2% от потребления 4,0 тыс ккал/т. Коэффициент на потребления теплоэнергии на ремонтные нужды и разогрев технического оборудования

365 сут/год – 12 сут ППР/ 280 сут=1,26

205,55+4,0 (тыс ккал/т) х 1,26 =264,033 (тыс ккал/т)

Q= 264,033+18,48=282,513(тыс ккал/т)

Норма расхода составит:

282,513 (тыс ккал/т) или 282,513 (тыс ккал/т)

Тепловой расчет БГС

Производительность хвостового вентилятора 120000 нм³/ч

Влажность поступающей пульпы – 50%

Влажность готового продукта – 1%

Температура газов на входе в БГС – 650⁰С

Температура поступающей пульпы – 60⁰С

Температура продукта из БГС – 80⁰С

Подсос газовом тракте – 40%

Потери тепла – 25%

Расход пульпы на 1 т готового продукта – 1,862 т

Отношение ретура к готовому продукту – 1

Мощность выработки продукции в натуре:

– трех БГС –660 т/сутки

– одного БГС – в час 9,17 т/ч суперфосфата аммонийного

Фактический часовой расход природного газа с учетом 25% проектных потерь теплоэнергии

2100 (м³/ч) х 1,132 (кг ут/м³) : 9,17 (т ) – 259,2 кг ут/1 т продукта

Нормы технологического режима